ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುವ ಕಾರಕ ಯಾವುದು?

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಪಾಲಿಸ್ಯಾಕರೈಡ್ ಆಗಿದ್ದು, ಇದು β-1,4-ಗ್ಲೈಕೋಸಿಡಿಕ್ ಬಂಧಗಳಿಂದ ಸಂಪರ್ಕಗೊಂಡಿರುವ ಅನೇಕ ಗ್ಲೂಕೋಸ್ ಘಟಕಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದೆ. ಇದು ಸಸ್ಯ ಕೋಶ ಗೋಡೆಗಳ ಮುಖ್ಯ ಅಂಶವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಸಸ್ಯ ಕೋಶ ಗೋಡೆಗಳಿಗೆ ಬಲವಾದ ರಚನಾತ್ಮಕ ಬೆಂಬಲ ಮತ್ತು ಗಟ್ಟಿತನವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. ಉದ್ದವಾದ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆಯಿಂದಾಗಿ, ಇದು ಬಲವಾದ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಕರಗದತೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ.

(1) ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು ಮತ್ತು ಕರಗಿಸುವಲ್ಲಿನ ತೊಂದರೆ

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈ ಕೆಳಗಿನ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಅದು ಕರಗಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ:

ಹೆಚ್ಚಿನ ಸ್ಫಟಿಕೀಯತೆ: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳು ಮತ್ತು ವ್ಯಾನ್ ಡೆರ್ ವಾಲ್ಸ್ ಬಲಗಳ ಮೂಲಕ ಬಿಗಿಯಾದ ಲ್ಯಾಟಿಸ್ ರಚನೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ.

ಪಾಲಿಮರೀಕರಣದ ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟ: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಪಾಲಿಮರೀಕರಣದ ಮಟ್ಟವು (ಅಂದರೆ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯ ಉದ್ದ) ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ನೂರಾರು ರಿಂದ ಸಾವಿರಾರು ಗ್ಲುಕೋಸ್ ಘಟಕಗಳವರೆಗೆ ಇರುತ್ತದೆ, ಇದು ಅಣುವಿನ ಸ್ಥಿರತೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಾಂಡ್ ನೆಟ್‌ವರ್ಕ್: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವೆ ಮತ್ತು ಒಳಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಇರುತ್ತವೆ, ಇದು ಸಾಮಾನ್ಯ ದ್ರಾವಕಗಳಿಂದ ನಾಶವಾಗಲು ಮತ್ತು ಕರಗಿಸಲು ಕಷ್ಟವಾಗುತ್ತದೆ.

(2) ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುವ ಕಾರಕಗಳು

ಪ್ರಸ್ತುತ, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಕರಗಿಸುವ ತಿಳಿದಿರುವ ಕಾರಕಗಳು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಈ ಕೆಳಗಿನ ವರ್ಗಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ:

1. ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು

ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು ಸಾವಯವ ಕ್ಯಾಟಯಾನುಗಳು ಮತ್ತು ಸಾವಯವ ಅಥವಾ ಅಜೈವಿಕ ಅಯಾನುಗಳಿಂದ ಕೂಡಿದ ದ್ರವಗಳಾಗಿವೆ, ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಡಿಮೆ ಚಂಚಲತೆ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಉಷ್ಣ ಸ್ಥಿರತೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯೊಂದಿಗೆ. ಕೆಲವು ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸಬಹುದು ಮತ್ತು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಮುರಿಯುವುದು ಮುಖ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವಾಗಿದೆ. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುವ ಸಾಮಾನ್ಯ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು ಸೇರಿವೆ:

1-Butyl-3-methylimidazolium ಕ್ಲೋರೈಡ್ ([BMIM]Cl): ಈ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವವು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನಲ್ಲಿರುವ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳೊಂದಿಗೆ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ಸ್ವೀಕಾರಕಗಳ ಮೂಲಕ ಸಂವಹನ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ.

1-ಇಥೈಲ್-3-ಮೀಥೈಲಿಮಿಡಾಜೋಲಿಯಮ್ ಅಸಿಟೇಟ್ ([EMIM][Ac]): ಈ ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವವು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಸೌಮ್ಯವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಂದ್ರತೆಯನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ.

2. ಅಮೈನ್ ಆಕ್ಸಿಡೆಂಟ್ ಪರಿಹಾರ
ಡೈಥೈಲಮೈನ್ (DEA) ಮತ್ತು ತಾಮ್ರದ ಕ್ಲೋರೈಡ್‌ನ ಮಿಶ್ರ ದ್ರಾವಣದಂತಹ ಅಮೈನ್ ಆಕ್ಸಿಡೆಂಟ್ ದ್ರಾವಣವನ್ನು [Cu(II)-ಅಮೋನಿಯಮ್ ದ್ರಾವಣ] ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸಬಲ್ಲ ಪ್ರಬಲ ದ್ರಾವಕ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿದೆ. ಇದು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧದ ಮೂಲಕ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸುತ್ತದೆ, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯನ್ನು ಮೃದುವಾಗಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಕರಗುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

3. ಲಿಥಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್-ಡೈಮಿಥೈಲಾಸೆಟಮೈಡ್ (LiCl-DMAc) ವ್ಯವಸ್ಥೆ
LiCl-DMAc (ಲಿಥಿಯಂ ಕ್ಲೋರೈಡ್-ಡೈಮಿಥೈಲಾಸೆಟಮೈಡ್) ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುವ ಶ್ರೇಷ್ಠ ವಿಧಾನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. LiCl ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳಿಗೆ ಸ್ಪರ್ಧೆಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ಜಾಲವನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸುತ್ತದೆ, DMAc ದ್ರಾವಕವಾಗಿ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಯೊಂದಿಗೆ ಉತ್ತಮವಾಗಿ ಸಂವಹನ ನಡೆಸುತ್ತದೆ.

4. ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಸಿಡ್/ಜಿಂಕ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣ
ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಸಿಡ್/ಜಿಂಕ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣವು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸಬಲ್ಲ ಆರಂಭಿಕ ಪತ್ತೆಯಾದ ಕಾರಕವಾಗಿದೆ. ಇದು ಸತು ಕ್ಲೋರೈಡ್ ಮತ್ತು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವೆ ಸಮನ್ವಯ ಪರಿಣಾಮವನ್ನು ರೂಪಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲವು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ನಾಶಪಡಿಸುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಈ ಪರಿಹಾರವು ಉಪಕರಣಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚು ನಾಶಕಾರಿಯಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳಲ್ಲಿ ಸೀಮಿತವಾಗಿದೆ.

5. ಫೈಬ್ರಿನೋಲಿಟಿಕ್ ಕಿಣ್ವಗಳು
ಫೈಬ್ರಿನೊಲಿಟಿಕ್ ಕಿಣ್ವಗಳು (ಸೆಲ್ಯುಲೇಸ್‌ಗಳಂತಹವು) ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್‌ನ ವಿಭಜನೆಯನ್ನು ಸಣ್ಣ ಆಲಿಗೋಸ್ಯಾಕರೈಡ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಮೊನೊಸ್ಯಾಕರೈಡ್‌ಗಳಾಗಿ ವೇಗವರ್ಧಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತವೆ. ಈ ವಿಧಾನವು ಜೈವಿಕ ವಿಘಟನೆ ಮತ್ತು ಜೀವರಾಶಿ ಪರಿವರ್ತನೆಯ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಆದಾಗ್ಯೂ ಅದರ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಸರ್ಜನೆಯಾಗಿಲ್ಲ, ಆದರೆ ಬಯೋಕ್ಯಾಟಲಿಸಿಸ್ ಮೂಲಕ ಸಾಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

(3) ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸಲು ವಿಭಿನ್ನ ಕಾರಕಗಳು ವಿಭಿನ್ನ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಆದರೆ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅವುಗಳನ್ನು ಎರಡು ಮುಖ್ಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳಿಗೆ ಕಾರಣವೆಂದು ಹೇಳಬಹುದು:
ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳ ನಾಶ: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ನಡುವಿನ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧಗಳನ್ನು ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕ ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಬಂಧ ರಚನೆ ಅಥವಾ ಅಯಾನಿಕ್ ಪರಸ್ಪರ ಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ ನಾಶಪಡಿಸುವುದು, ಅದನ್ನು ಕರಗಿಸುತ್ತದೆ.
ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿ ವಿಶ್ರಾಂತಿ: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಮೃದುತ್ವವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವುದು ಮತ್ತು ಭೌತಿಕ ಅಥವಾ ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಧಾನಗಳ ಮೂಲಕ ಆಣ್ವಿಕ ಸರಪಳಿಗಳ ಸ್ಫಟಿಕತೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದು, ಇದರಿಂದ ಅವುಗಳನ್ನು ದ್ರಾವಕಗಳಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಬಹುದು.

(4) ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಅನ್ವಯಗಳು

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯು ಅನೇಕ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ:
ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ತಯಾರಿಕೆ: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸಿದ ನಂತರ, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಈಥರ್‌ಗಳು, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಎಸ್ಟರ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ರಾಸಾಯನಿಕವಾಗಿ ಮಾರ್ಪಡಿಸಬಹುದು, ಇದನ್ನು ಆಹಾರ, ಔಷಧ, ಲೇಪನಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ.
ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಆಧಾರಿತ ವಸ್ತುಗಳು: ಕರಗಿದ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ನ್ಯಾನೊಫೈಬರ್‌ಗಳು, ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಮೆಂಬರೇನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಇತರ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಈ ವಸ್ತುಗಳು ಉತ್ತಮ ಯಾಂತ್ರಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಮತ್ತು ಜೈವಿಕ ಹೊಂದಾಣಿಕೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ.
ಬಯೋಮಾಸ್ ಶಕ್ತಿ: ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುವ ಮತ್ತು ವಿಘಟಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಜೈವಿಕ ಎಥೆನಾಲ್ನಂತಹ ಜೈವಿಕ ಇಂಧನಗಳ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಅದನ್ನು ಹುದುಗುವ ಸಕ್ಕರೆಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಬಹುದು, ಇದು ನವೀಕರಿಸಬಹುದಾದ ಶಕ್ತಿಯ ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ಮತ್ತು ಬಳಕೆಯನ್ನು ಸಾಧಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯು ಬಹು ರಾಸಾಯನಿಕ ಮತ್ತು ಭೌತಿಕ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಒಂದು ಸಂಕೀರ್ಣ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ. ಅಯಾನಿಕ್ ದ್ರವಗಳು, ಅಮೈನೋ ಆಕ್ಸಿಡೆಂಟ್ ಪರಿಹಾರಗಳು, LiCl-DMAc ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಳು, ಹೈಡ್ರೋಕ್ಲೋರಿಕ್ ಆಮ್ಲ/ಸತು ಕ್ಲೋರೈಡ್ ದ್ರಾವಣಗಳು ಮತ್ತು ಸೆಲ್ಲೋಲೈಟಿಕ್ ಕಿಣ್ವಗಳು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ಅನ್ನು ಕರಗಿಸುವ ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಏಜೆಂಟ್ ಎಂದು ತಿಳಿದುಬಂದಿದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಏಜೆಂಟ್ ತನ್ನದೇ ಆದ ವಿಶಿಷ್ಟ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ ಮತ್ತು ಅಪ್ಲಿಕೇಶನ್ ಕ್ಷೇತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನದ ಆಳವಾದ ಅಧ್ಯಯನದೊಂದಿಗೆ, ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ವಿಸರ್ಜನೆಯ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲಾಗುವುದು ಎಂದು ನಂಬಲಾಗಿದೆ, ಇದು ಸೆಲ್ಯುಲೋಸ್ನ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ಸಾಧ್ಯತೆಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುತ್ತದೆ.